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[Risolto] calcolo potenziale

  

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Salve, secondo voi posso risolvere questo esercizio direttamente impostando una equazione di LaPlace o dovrei trovarmi prima il campo elettrico e poi il potenziale?

All’interno di un cilindro di raggio a e lunghezza infinita, avente l’asse z come asse
di simmetria, è distribuita una carica con densità volumetrica di carica ρ costante.
Determinate l’espressione del potenziale elettrico φ(s) prodotto da questa distribuzione
di carica in ogni punto dello spazio, assumendo come potenziale di riferimento φ(s0) = 0
per s0 finito e s0 > a.

Autore

@dialessluca lo hai risolto?

1 Risposta



3

Puoi ricavare l'espressione del potenziale elettrico partendo dal campo elettrico.

Dal teorema di Gauss so che $\Phi (\bar E) \,=\, \dfrac{q}{\epsilon_{0}}$

Prendo come superfice un cilindro coassiale di raggio maggiore del cilindro dato, in questo modo il flusso del campo elettrico è dovuto solo alla superficie laterale del cilindro visto che il versore normale alle superfici di base e il campo elettrico sono perpendicolari.

$\Phi (\bar E) \,=\, \Phi_{SL} (\bar E) \,=\, { \displaystyle \int_{SL}^{}{\bar E \cdot \bar n \cdot dS}} \, =\, E { \displaystyle\int_{SL}^{}{dS}} \, =\, E \cdot SL \,=\, E \cdot 2\pi r h$

$E \cdot 2\pi r h  \,=\, \dfrac{q}{\epsilon_{0}}$

Calcolo la carica interna $q$:

$q \,=\, { \displaystyle\int_{}^{}{\rho \, dV}} \, =\,{ \displaystyle \int_{0}^{a}{\rho \, 2\pi r dr h }} \,=\, \rho \pi a^{2} h$

$E \cdot 2\pi r h  \,=\, \dfrac{\rho \pi a^{2} h}{\epsilon_{0}}$

$E \,=\, \dfrac{\rho \, a^{2}}{2 \epsilon_{0}r}$

Il potenziale elettrico si calcola come:

$V(P) - V(s_{0}) \,=\, -{ \displaystyle \int_{s_{0}}^{r}{E \cdot dr}} \,=\, -{ \displaystyle \int_{s_{0}}^{r}{\dfrac{\rho \, a^{2}}{2 \epsilon_{0}r} dr}}$

$V(P) \,=\, -\dfrac{\rho \, a^{2}}{2 \epsilon_{0}} \cdot log \Bigl(\dfrac{r}{s_{0}} \Bigr)$

 



Risposta




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